JP6642186B2 - Manufacturing method of solder bump - Google Patents

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Description

本発明は、半導体デバイスをフリップチップ実装等により基板に接続するために用いられるはんだバンプの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a solder bump used to connect a semiconductor device to a substrate by flip-chip mounting or the like.

近年、高密度実装法としてフリップチップ実装が注目されており、多数のはんだバンプを半導体チップのウエハや基板に形成された金属製のパッド電極上に形成しておき、基板の上に半導体チップを搭載した後、加熱することによりはんだバンプを溶融して接合することが行われている。
このフリップチップ実装におけるはんだバンプは、メッキ法、ステンシルマスク法・ドライフィルム法などの印刷法、ボールマウント法、蒸着法などによってウエハや基板上に供給されたはんだを溶融（リフロー）することにより形成される。
ここで、はんだバンプを介して繋がる半導体チップと基板との接触又は基板同士の接触を抑制して電気的信頼性を高めるため、はんだバンプの高さを向上することが求められている。 In recent years, flip chip mounting has attracted attention as a high-density mounting method. A large number of solder bumps are formed on metal pad electrodes formed on a semiconductor chip wafer or substrate, and the semiconductor chip is mounted on the substrate. After mounting, the solder bumps are melted and joined by heating.
Solder bumps in this flip-chip mounting are formed by melting (reflowing) the solder supplied on the wafer or substrate by a printing method such as a plating method, a stencil mask method or a dry film method, a ball mounting method, or a vapor deposition method. Is done.
Here, it is required to increase the height of the solder bumps in order to suppress the contact between the semiconductor chip and the substrate connected via the solder bumps or the contact between the substrates to increase the electrical reliability.

高さのあるはんだバンプを形成する方法としては、厚いステンシルマスクを用いてはんだペーストを印刷し、リフローすることが考えられる。
また、特許文献１には、パッド電極上に一次はんだバンプを形成する工程と、この一次はんだバンプ上にスクリーン印刷によってはんだペーストを載置する工程と、このはんだペーストをリフローすることにより二次はんだバンプを形成する工程とを備えた半導体装置の製造方法が開示されている。さらに、二次はんだバンプを形成する工程において、はんだペーストに重力又は遠心力を加えつつリフローすることにより、二次はんだバンプの高さを高くできることが開示されている。
このような特許文献１記載の方法によれば、パッド電極のファインピッチ化に対応しつつ、はんだ量が多く十分な高さのはんだバンプを得ることができる。 As a method for forming a tall solder bump, printing a solder paste using a thick stencil mask and performing reflow may be considered.
Further, Patent Document 1 discloses a process of forming a primary solder bump on a pad electrode, a process of mounting a solder paste on the primary solder bump by screen printing, and a process of reflowing the solder paste to form a secondary solder. A method for manufacturing a semiconductor device including a step of forming a bump is disclosed. Furthermore, it is disclosed that in the step of forming the secondary solder bump, the height of the secondary solder bump can be increased by reflowing while applying gravity or centrifugal force to the solder paste.
According to such a method described in Patent Literature 1, it is possible to obtain a solder bump having a large amount of solder and a sufficient height while coping with the fine pitch of the pad electrode.

特開２００３−３３２３７２号公報JP 2003-332372 A

しかしながら、厚いステンシルマスクを用いる方法では、印刷後のはんだペーストが形状を維持できず、良好なはんだバンプを形成できない。形状維持のためにはんだペーストの粘度を上げると、ウエハや基板への印刷が困難になる。
また、特許文献１に記載の方法では、はんだペーストの載置とリフローを複数回繰り返す必要があり、通常のはんだバンプの製造方法に比べて、大きな手間と時間を要するという問題があった。 However, in the method using a thick stencil mask, the shape of the solder paste after printing cannot be maintained, and good solder bumps cannot be formed. If the viscosity of the solder paste is increased to maintain the shape, printing on a wafer or substrate becomes difficult.
In addition, the method described in Patent Document 1 has a problem that it is necessary to repeat the mounting and reflowing of the solder paste a plurality of times, which requires much labor and time as compared with a normal solder bump manufacturing method.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡便な工程で十分な高さを有するはんだバンプを製造できるはんだバンプの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a solder bump manufacturing method capable of manufacturing a solder bump having a sufficient height by a simple process.

本発明のはんだバンプの製造方法は、パッド電極を有する基板の表面にはんだペーストを塗布し、はんだペースト層を形成するはんだペースト塗布工程と、前記はんだペースト層の上から型材を前記基板に押しあて、前記はんだペーストを押しのけて前記型材と前記基板の表面とを接触させた後、前記型材を除去し、前記パッド電極上にはんだペースト柱を形成するはんだペースト層押圧工程と、前記はんだペースト柱を加熱してはんだバンプを形成するリフロー工程と、を備え、前記型材は、前記基板の表面と接触される接触部と、前記パッド電極に対応する位置に該パッド電極に対応する横断面形状に形成された孔部と、を有するとともに、前記型材の接触部は、弾性部材からなり、前記孔部から離れるにしたがって前記基板側に突出する傾斜面を有しており、前記はんだペースト層押圧工程において、前記接触部により押しのけられた前記はんだペーストが前記パッド電極上で前記孔部に充填されることを特徴とする。 The method for manufacturing a solder bump according to the present invention includes a step of applying a solder paste to a surface of a substrate having a pad electrode to form a solder paste layer, and pressing a mold material onto the substrate from above the solder paste layer. After pressing the solder paste to bring the mold into contact with the surface of the substrate, removing the mold and forming a solder paste layer on the pad electrode, a solder paste layer pressing step; and A reflow step of heating to form a solder bump, wherein the mold member is formed in a contact portion that is in contact with the surface of the substrate, and in a cross-sectional shape corresponding to the pad electrode at a position corresponding to the pad electrode. and the hole which are, as well as have a contact portion of the mold member is made of an elastic member, projecting to the substrate side with distance from the hole It has an inclined surface, in the solder paste layer pressing step, the contact portion by the solder paste pushed aside is characterized in that it is filled in the holes on the pad electrode.

このはんだバンプの製造方法においては、はんだペースト層押圧工程において、型材の接触部をはんだペースト層の上から基板に押しあて、はんだペーストを押しのけて型材の接触部と基板の表面とを接触させ、孔部に入り込んだはんだペーストでパッド電極上にはんだペースト柱を形成する。このため、はんだペーストの粘度が高くても、パッド電極上に孔部に沿った形状のはんだペースト柱を形成することができる。そして、はんだペーストの粘度が高ければ、横断面に対して高さが大きいはんだペースト柱でも、リフロー工程までその形状が維持される。このため、塗布工程、押圧工程、リフロー工程を一度実施するだけで、十分な高さを有するはんだバンプを製造できる。   In the method of manufacturing a solder bump, in the solder paste layer pressing step, the contact portion of the mold material is pressed against the substrate from above the solder paste layer, and the solder paste is pushed away to bring the contact portion of the mold material into contact with the surface of the substrate; A solder paste column is formed on the pad electrode with the solder paste that has entered the hole. For this reason, even if the viscosity of the solder paste is high, it is possible to form a solder paste column along the hole on the pad electrode. Then, if the viscosity of the solder paste is high, the shape of the solder paste column having a height with respect to the cross section is maintained until the reflow process. Therefore, a solder bump having a sufficient height can be manufactured only by performing the application step, the pressing step, and the reflow step once.

また、前記型材の接触部は、弾性部材からなり、前記孔部から離れるにしたがって前記基板側に突出する傾斜面を有するので、押圧工程において、接触部の傾斜面が、はんだペースト層をスムーズに押しのけながら基板に近づいてゆき、基板表面に到達すると基板の表面にならった形状に弾性変形して、傾斜面の先端側から順に基板の表面と密着してゆく。これにより、パッド電極以外の基板表面のはんだペーストを確実に除去しながら、パッド電極上に孔部に沿った形状のはんだペースト柱を形成することができる。 In addition, since the contact portion of the mold member is made of an elastic member and has an inclined surface protruding toward the substrate as the distance from the hole increases, the inclined surface of the contact portion smoothly moves the solder paste layer in the pressing step. When it approaches the substrate while being pushed away, when it reaches the surface of the substrate, it is elastically deformed into a shape following the surface of the substrate, and comes into close contact with the surface of the substrate in order from the tip side of the inclined surface. Thus, a solder paste column having a shape along the hole can be formed on the pad electrode while reliably removing the solder paste on the substrate surface other than the pad electrode.

本発明のはんだバンプ製造方法によれば、簡便な工程で十分な高さを有するはんだバンプを製造できる。   According to the solder bump manufacturing method of the present invention, a solder bump having a sufficient height can be manufactured by a simple process.

本発明に係るはんだバンプの製造方法の実施形態を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for manufacturing a solder bump according to the present invention. 図１のはんだバンプの製造方法のうち、基板にはんだペーストを塗布し、そのはんだペースト層に型材を配置するまでの変化を（Ａ）から（Ｃ）の順に示す断面図である。2A to 2C are cross-sectional views showing changes from application of a solder paste to a substrate to disposition of a mold material in the solder paste layer in the order of (A) to (C) in the method of manufacturing the solder bump of FIG. 1. 図２の状態から型材を基板に押しあて、はんだペースト柱を形成した後、リフロー処理するまでの変化を（Ｄ）から（Ｆ）の順に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a change from (D) to (F) in a sequence from the state of FIG. 2 until a mold material is pressed against a substrate to form a solder paste column and then subjected to a reflow process. はんだバンプの製造方法において用いられる型材の（Ａ）が断面図、（Ｂ）が（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う平面図である。FIG. 2A is a cross-sectional view of a mold used in a method of manufacturing a solder bump, and FIG. 2B is a plan view taken along line BB of FIG. 型材の変形例を示す図３（Ｃ）同様の断面図である。It is sectional drawing similar to FIG.3 (C) which shows the modification of a shape material.

以下、本発明に係るはんだバンプの製造方法の実施形態について説明する。
＜はんだバンプ＞
図３（Ｆ）は本発明の方法が適用されるはんだバンプを示しており、基板１上の複数のパッド電極２の上にそれぞれはんだバンプ３が形成されている。
基板１は、シリコンウエハ又は樹脂絶縁基板等からなり、表面に回路層、絶縁層等が形成されるものである。図３（Ｆ）では、基板１の表面にパッド電極２が積層され、このパッド電極２の周囲の基板１の表面に絶縁層５が形成されており、
パッド電極２は銅又は銅合金を用いるのが好適であるが、ニッケル又はニッケル合金を用いてもよい。また、はんだバンプ３となるはんだの材料としては、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｐｂ−Ｓｎ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金等、Ｓｎと添加成分からなるＳｎ系合金が好適である。 Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a solder bump according to the present invention will be described.
<Solder bump>
FIG. 3F shows a solder bump to which the method of the present invention is applied. Solder bumps 3 are formed on a plurality of pad electrodes 2 on a substrate 1.
The substrate 1 is made of a silicon wafer, a resin insulating substrate, or the like, and has a circuit layer, an insulating layer, and the like formed on a surface thereof. In FIG. 3F, a pad electrode 2 is laminated on the surface of the substrate 1, and an insulating layer 5 is formed on the surface of the substrate 1 around the pad electrode 2.
The pad electrode 2 is preferably made of copper or a copper alloy, but may be made of nickel or a nickel alloy. Further, as a material of the solder to be the solder bump 3, Sn-Ag alloy, Pb-Sn alloy, Sn-Bi alloy, Sn-Zn alloy, Sn-Sb alloy, Sn-Cu alloy, Sn-Au alloy, Sn- An Sn-based alloy including Sn and an additive component, such as an Ag-Cu alloy, is preferable.

次に、このように構成されたはんだバンプ３を基板１の上に形成する方法について説明する。
＜型材＞
本実施形態においては、後述するはんだペースト柱１７を形成するために、図２（Ｃ）及び図４に示すような型材１１が用いられる。この型材１１は、板状の基部１１１と、基部１１１の一面に設けられはんだペースト柱１７の高さよりも厚いシート状の肉厚部１１４とを備える。そして、肉厚部１１４は、基板１の表面と接触される接触部１１２と、パッド電極２に対応する位置及び形状の孔部１１３と、を有する。接触部１１２は、肉厚部１１４の基部１１１と逆側の部分であり、孔部１１３は、肉厚部１１４の厚さ方向に形成された空洞で構成されている。
基部１１１と肉厚部１１４とは、別の部材で形成されていてもよく、一体に形成されていてもよいが、少なくとも接触部１１２は、弾性部材で形成されている。そして、接触部１１２は、孔部１１３から離れるにしたがって基板１側に突出する傾斜面１１２Ａを有する。図４の符号１１２Ｂは、接触部１１２の先端における稜線を示し、傾斜面１１２Ａの最も基部１１１側の端部により形成される。この稜線１１２Ｂは、図示例では、接触部１１２の周縁に沿って形成されるとともに、孔部１１３が縦横に行列状に並んでいるので、孔部１１３の間の中間位置に縦横に沿って形成されている。
接触部１１２の弾性部材としては、後述するはんだペースト層押圧工程において、はんだペースト１５を押しのけることができる程度の硬さと、基板１の表面にならった形状に変形できる程度の弾性を有して、基板１の表面と密着できるものであればよい。このような弾性部材としては、例えば、天然ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムなどを用いることができる。 Next, a method of forming the solder bumps 3 configured as described above on the substrate 1 will be described.
<Mold>
In the present embodiment, a mold material 11 as shown in FIGS. 2C and 4 is used to form a solder paste column 17 described later. The mold member 11 includes a plate-shaped base 111 and a sheet-shaped thick portion 114 provided on one surface of the base 111 and having a thickness greater than the height of the solder paste pillar 17. The thick portion 114 has a contact portion 112 that is in contact with the surface of the substrate 1 and a hole 113 having a position and a shape corresponding to the pad electrode 2. The contact portion 112 is a portion on the opposite side of the base portion 111 of the thick portion 114, and the hole portion 113 is formed by a cavity formed in the thickness direction of the thick portion 114.
The base portion 111 and the thick portion 114 may be formed of different members or may be formed integrally, but at least the contact portion 112 is formed of an elastic member. The contact portion 112 has an inclined surface 112 </ b> A that protrudes toward the substrate 1 as the distance from the hole 113 increases. Reference numeral 112B in FIG. 4 indicates a ridgeline at the tip of the contact portion 112, and is formed by the end of the inclined surface 112A closest to the base 111. In the illustrated example, the ridge 112B is formed along the periphery of the contact portion 112, and the holes 113 are arranged in rows and columns in a matrix, so that the ridges 112B are formed vertically and horizontally at an intermediate position between the holes 113. Have been.
The elastic member of the contact portion 112 has such a hardness that the solder paste 15 can be pushed away and an elasticity that can be deformed into a shape following the surface of the substrate 1 in a solder paste layer pressing step described later. Any material that can be in close contact with the surface of the substrate 1 may be used. As such an elastic member, for example, natural rubber, chloroprene rubber, nitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber, styrene butadiene rubber, butyl rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, urethane rubber, acrylic rubber, fluorine rubber, silicone rubber, or the like is used. be able to.

また、孔部１１３は、はんだバンプ３が形成されるべき基板１の各パッド電極２の配置に対応する位置にパッド電極２に対応する横断面形状に形成されている。パッド電極２が絶縁層５の開口部５ａに円形に露出している場合は、孔部１１３も横断面円形に形成される。
この場合、孔部１１３の内径は、パッド電極２上に形成すべきはんだバンプ３の大きさ、外径によって設定される。パッド電極２が、同じ大きさで一定の相互間隔で配置されている場合は、孔部１１３もすべて同じ内径（容積）でパッド電極２と同じ相互間隔で配置されるが、パッド電極２の大きさが部位によって異なる場合は、このパッド電極２の配置に対応して孔部１１３の容積も部位によって異なるように設定される。
孔部１１３には、後述のはんだペースト層押圧工程において、はんだペースト１５が充填されることとなる。このため、孔部１１３は、はんだペースト１５を収容する十分な容積が必要である。また、高いはんだバンプ３を形成するために、孔部１１３のアスペクト比（深さ／開口径）は、０．５以上であることが好ましい。 The hole 113 is formed in a cross-sectional shape corresponding to the pad electrode 2 at a position corresponding to the arrangement of each pad electrode 2 on the substrate 1 on which the solder bump 3 is to be formed. When the pad electrode 2 is circularly exposed in the opening 5a of the insulating layer 5, the hole 113 is also formed in a circular cross section.
In this case, the inner diameter of the hole 113 is set according to the size and the outer diameter of the solder bump 3 to be formed on the pad electrode 2. When the pad electrodes 2 are arranged at the same size and at regular intervals, all the holes 113 are also arranged at the same inner diameter (volume) and at the same interval as the pad electrodes 2. Is different depending on the position, the volume of the hole 113 is set to be different depending on the position of the pad electrode 2.
The holes 113 are filled with the solder paste 15 in a later-described solder paste layer pressing step. For this reason, the hole 113 needs a sufficient volume to accommodate the solder paste 15. Further, in order to form a high solder bump 3, the aspect ratio (depth / opening diameter) of the hole 113 is preferably 0.5 or more.

＜はんだバンプの製造方法＞
本実施形態のはんだバンプの製造方法は、図１のフローチャートに示すように、パッド電極２を有する基板１の表面にはんだペースト１５を塗布し、はんだペースト層１６を形成するはんだペースト塗布工程と、はんだペースト層１６の上から型材１１を基板１に押しあて、はんだペースト１５を押しのけて型材１１と基板１の表面とを接触させた後、型材１１を除去し、パッド電極２上にはんだペースト柱１７を形成するはんだペースト層押圧工程と、はんだペースト柱１７を加熱してはんだバンプ３を形成するリフロー工程と、を備える。
以下、工程順に説明する。 <Solder bump manufacturing method>
As shown in the flowchart of FIG. 1, the method of manufacturing a solder bump according to the present embodiment includes applying a solder paste 15 to a surface of a substrate 1 having a pad electrode 2 to form a solder paste layer 16, The mold material 11 is pressed against the substrate 1 from above the solder paste layer 16, and the mold material 11 is brought into contact with the surface of the substrate 1 by pushing away the solder paste 15. Then, the mold material 11 is removed, and the solder paste pillar is placed on the pad electrode 2. And a reflow step of heating the solder paste pillars 17 to form the solder bumps 3.
Hereinafter, description will be made in the order of steps.

（はんだペースト塗布工程）
図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、基板１の上にスクリーン印刷によりスキージ２１を用いてはんだペースト１５を塗布してはんだペースト層１６を形成する。基板１のはんだペースト層１６を形成する部分は枠状のマスク２２で囲った状態としておく。
このはんだペースト１５は、はんだ粉末とフラックスとを混合したものであり、はんだ粉末の平均粒径は例えば０．１μｍ以上１０μｍ以下とされる。また、フラックスとしては、ロジン等の樹脂分、活性剤、チクソ剤、溶剤を含有しており、ハロゲンフリータイプ、活性（ＲＡ）タイプ、弱活性（ＲＭＡ）タイプ、水溶性タイプ、低残渣・無残渣タイプ等のものを用いることができる。
はんだ粉末とフラックスとの混合比率は、例えば、フラックスが７５体積％以上９３体積％以下となるように設定される。
はんだペースト１５の粘度は、例えば、１２０Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。粘度が１２０Ｐａ・ｓ以上であれば、高いはんだペースト柱１７を形成しても形状を維持することができ、高さのあるはんだバンプ３を形成できる。一方、粘度が５００Ｐａ・ｓ以下であれば、十分な印刷性が確保でき、均一な厚さのはんだペースト層１６を形成できる。はんだペースト１５の粘度は１５０Ｐａ・ｓ以上４００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましく２００Ｐａ・ｓ以上３５０Ｐａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。尚、ここでの粘度値は、株式会社マルコム製二重円筒型粘度計ＰＣＵ−２０５にて、ＪＩＳ規格測定法に基づいて、温度２５℃の測定時に得られた、回転数１０ｒｐｍでの値を指す。
このはんだペースト塗布工程により、図２（Ｂ）に示すように、絶縁層５及びその開口部５ａ内に露出しているパッド電極２の上を一体に覆うようにはんだペースト層１６が形成される。
はんだペースト層１６の厚さは、目標とするはんだペースト柱１７の高さ、孔部１１３の容積に応じて適宜、設定すればよい。例えば、印刷作業性の観点から１０μｍ以上５００μｍ以下とするとよい。 (Solder paste application process)
As shown in FIGS. 2A and 2B, a solder paste 15 is applied on the substrate 1 by screen printing using a squeegee 21 to form a solder paste layer 16. The portion of the substrate 1 where the solder paste layer 16 is to be formed is surrounded by a frame-shaped mask 22.
The solder paste 15 is a mixture of a solder powder and a flux, and the average particle size of the solder powder is, for example, 0.1 μm or more and 10 μm or less. The flux contains a resin such as rosin, an activator, a thixotropic agent, and a solvent, and is a halogen-free type, an active (RA) type, a weakly active (RMA) type, a water-soluble type, and has a low residue and no residue. Residue type or the like can be used.
The mixing ratio between the solder powder and the flux is set, for example, such that the flux is 75% by volume or more and 93% by volume or less.
The viscosity of the solder paste 15 is preferably, for example, not less than 120 Pa · s and not more than 500 Pa · s. If the viscosity is 120 Pa · s or more, the shape can be maintained even when the high solder paste columns 17 are formed, and the tall solder bumps 3 can be formed. On the other hand, if the viscosity is 500 Pa · s or less, sufficient printability can be secured, and the solder paste layer 16 having a uniform thickness can be formed. The viscosity of the solder paste 15 is more preferably 150 Pa · s or more and 400 Pa · s or less, and further preferably 200 Pa · s or more and 350 Pa · s or less. In addition, the viscosity value here is a value obtained at a rotation speed of 10 rpm obtained at the time of measurement at a temperature of 25 ° C. by a double cylindrical viscometer PCU-205 manufactured by Malcolm Co., Ltd. based on a JIS standard measurement method. Point.
By this solder paste application step, as shown in FIG. 2B, a solder paste layer 16 is formed so as to integrally cover the insulating layer 5 and the pad electrode 2 exposed in the opening 5a thereof. .
The thickness of the solder paste layer 16 may be appropriately set according to the target height of the solder paste pillar 17 and the volume of the hole 113. For example, the thickness is preferably 10 μm or more and 500 μm or less from the viewpoint of printing workability.

（はんだペースト層押圧工程）
図２（Ｃ）に示すように、はんだペースト層１６の上に型材１１を配置する。この場合、型材１１の接触部１１２をはんだペースト層１６に向け、各孔部１１３が基板１の各パッド電極２に対向するように配置する。
そして、型材１１を基板１に押しあて、はんだペースト１５を押しのけて型材１１と基板１の表面とを接触させた後、型材１１を除去し、図３（Ｅ）に示すようにパッド電極２上にはんだペースト柱１７を形成する。
このとき、接触部１１２の傾斜面１１２Ａが、はんだペースト層１６をスムーズに押しのけながら基板１に近づいてゆき、基板１表面に到達すると、まず接触部１１２の稜線１１２Ｂが絶縁層５に当接し、絶縁層５の表面にならった形状に弾性変形しながら、傾斜面１１２Ａの先端側から順に基板１（絶縁層５）の表面と密接し、傾斜面１１２Ａと絶縁層５との間のはんだペースト１５をパッド電極２上の孔部１１３に押しのける。そして、図３（Ｄ）に示すように、押しのけられたはんだペースト１５が孔部１１３に充填され、この孔部１１３に入り込んだはんだペースト１５によりパッド電極２上にはんだペースト柱１７が形成される。この図３（Ｄ）では、型材１１の接触部１１２は押し潰され、絶縁層５の表面に密接している。 (Solder paste layer pressing process)
As shown in FIG. 2C, the mold member 11 is disposed on the solder paste layer 16. In this case, the contact portions 112 of the mold material 11 face the solder paste layer 16, and the holes 113 are arranged so as to face the pad electrodes 2 of the substrate 1.
Then, the mold material 11 is pressed against the substrate 1, the solder paste 15 is pushed away to bring the mold material 11 into contact with the surface of the substrate 1, the mold material 11 is removed, and the pad electrode 2 is removed as shown in FIG. Then, a solder paste column 17 is formed.
At this time, the inclined surface 112A of the contact portion 112 approaches the substrate 1 while smoothly pushing the solder paste layer 16, and when reaching the surface of the substrate 1, first, the ridge line 112B of the contact portion 112 contacts the insulating layer 5, and While being elastically deformed into a shape following the surface of the insulating layer 5, the solder paste 15 comes into close contact with the surface of the substrate 1 (insulating layer 5) in order from the tip side of the inclined surface 112 A, and the solder paste 15 between the inclined surface 112 A and the insulating layer 5. To the hole 113 on the pad electrode 2. Then, as shown in FIG. 3D, the solder paste 15 that has been displaced is filled in the holes 113, and the solder paste 15 that has entered the holes 113 forms the solder paste columns 17 on the pad electrodes 2. . In FIG. 3D, the contact portion 112 of the mold 11 is crushed and is in close contact with the surface of the insulating layer 5.

（リフロー工程）
はんだペースト層押圧工程で形成されたはんだペースト柱１７を加熱してはんだバンプ３を形成する。
まず、はんだペースト柱１７をはんだの融点以上に加熱することにより溶融する。この加熱は、窒素雰囲気あるいは低酸素雰囲気または還元雰囲気中で、はんだペースト１５に用いられているはんだの融点（液相線温度）より３０℃〜５０℃高い温度、例えば、１８０〜３５０℃にて加熱する。この加熱により、図３（Ｆ）に示すように、溶融したはんだはパッド電極２上で表面張力によってはんだバンプ３を形成する。
その後、冷却してパッド電極２の上のはんだバンプ３を固化させる。
（洗浄工程）
最後に、必要に応じて洗浄してフラックス残渣等を除去することにより、パッド電極２の上にはんだバンプ３が形成された基板１が得られる。 (Reflow process)
The solder paste pillars 17 formed in the solder paste layer pressing step are heated to form the solder bumps 3.
First, the solder paste pillars 17 are melted by being heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder. This heating is performed at a temperature 30 ° C. to 50 ° C. higher than the melting point (liquidus temperature) of the solder used for the solder paste 15 in a nitrogen atmosphere, a low oxygen atmosphere, or a reducing atmosphere, for example, 180 to 350 ° C. Heat. By this heating, as shown in FIG. 3 (F), the molten solder forms a solder bump 3 on the pad electrode 2 by surface tension.
Thereafter, the solder bumps 3 on the pad electrodes 2 are solidified by cooling.
(Washing process)
Finally, the substrate 1 on which the solder bumps 3 are formed on the pad electrodes 2 is obtained by washing as necessary to remove flux residues and the like.

本実施形態のはんだバンプの製造方法によれば、はんだペースト層押圧工程において、型材１１を基板１に押しあて、はんだペースト１５を押しのけて型材１１と基板１の表面とを接触させ、孔部１１３に入り込んだはんだペースト１５ではんだペースト柱１７を形成するので、はんだペースト１５の粘度が高くても、パッド電極２上に孔部１１３に沿った形状のはんだペースト柱１７を形成することができる。そして、はんだペースト１５の粘度が高ければ、高さがあるはんだペースト柱１７でも、リフロー工程までその形状が維持される。このため、はんだペースト塗布工程、はんだペースト層押圧工程、リフロー工程を一度実施するだけで、十分な高さを有するはんだバンプ３を製造できる。
また、型材１１の接触部１１２が、弾性部材からなり、孔部１１３から離れるにしたがって基板１側に突出する傾斜面１１２Ａを有するので、はんだペースト層押圧工程において、傾斜面１１２Ａの先端側から順に基板１の表面と密着してゆき、パッド電極２以外の基板１表面のはんだペースト１５を確実に除去しながら、パッド電極２上に孔部１１３に沿った形状のはんだペースト柱１７を形成することができる。 According to the method for manufacturing a solder bump of the present embodiment, in the solder paste layer pressing step, the mold material 11 is pressed against the substrate 1, the solder paste 15 is pushed away, and the mold material 11 is brought into contact with the surface of the substrate 1, and the hole 113 is formed. Since the solder paste column 17 is formed by the solder paste 15 that has entered, the solder paste column 17 having a shape along the hole 113 can be formed on the pad electrode 2 even if the viscosity of the solder paste 15 is high. If the viscosity of the solder paste 15 is high, the shape of the solder paste pillar 17 having a height is maintained until the reflow process. Therefore, the solder bump 3 having a sufficient height can be manufactured only by performing the solder paste applying step, the solder paste layer pressing step, and the reflow step once.
Further, since the contact portion 112 of the mold member 11 is formed of an elastic member and has the inclined surface 112A protruding toward the substrate 1 as the distance from the hole portion 113 increases, in the solder paste layer pressing step, in order from the tip side of the inclined surface 112A. Forming a solder paste column 17 along the hole 113 on the pad electrode 2 while adhering to the surface of the substrate 1 and reliably removing the solder paste 15 on the surface of the substrate 1 other than the pad electrode 2 Can be.

なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態では、接触部１１２が弾性部材からなり傾斜面１１２Ａを有する構成の型材１１を用いたが、樹脂等の硬質部材からなり、図５に示す型材１２のように、接触部１１２が平坦で傾斜面がない構成としてもよい。この場合でも、はんだペースト層押圧工程において、はんだペースト１５を押しのけて型材１２と基板１の表面とを接触させ、孔部１１３に入り込んだはんだペースト１５ではんだペースト柱１７を形成することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the present embodiment, the mold 11 having a configuration in which the contact portion 112 is made of an elastic member and has an inclined surface 112A is used. However, the mold 11 is made of a hard member such as resin, and the contact portion 112 is made of a material such as the mold 12 shown in FIG. May be flat and have no inclined surface. Also in this case, in the solder paste layer pressing step, the solder paste 15 is pushed away, the mold material 12 and the surface of the substrate 1 are brought into contact with each other, and the solder paste columns 17 can be formed with the solder paste 15 that has entered the holes 113. is there.

１ 基板
２ パッド電極
３ はんだバンプ
５ 絶縁層
５ａ 開口部
１１、１２ 型材
１１１ 基部
１１２ 接触部
１１２Ａ 傾斜面
１１２Ｂ 稜線
１１３ 孔部
１１４ 肉厚部
１５ はんだペースト
１６ はんだペースト層
１７ はんだペースト柱 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Pad electrode 3 Solder bump 5 Insulating layer 5a Opening 11, 12 Mold material 111 Base 112 Contact part 112A Inclined surface 112B Ridge line 113 Hole 114 Thick part 15 Solder paste 16 Solder paste layer 17 Solder paste pillar

Claims (1)

パッド電極を有する基板の表面にはんだペーストを塗布し、はんだペースト層を形成するはんだペースト塗布工程と、
前記はんだペースト層の上から型材を前記基板に押しあて、前記はんだペーストを押しのけて前記型材と前記基板の表面とを接触させた後、前記型材を除去し、前記パッド電極上にはんだペースト柱を形成するはんだペースト層押圧工程と、
前記はんだペースト柱を加熱してはんだバンプを形成するリフロー工程と、を備え、
前記型材は、前記基板の表面と接触される接触部と、前記パッド電極に対応する位置に該パッド電極に対応する横断面形状に形成された孔部と、を有するとともに、前記型材の接触部は、弾性部材からなり、前記孔部から離れるにしたがって前記基板側に突出する傾斜面を有しており、
前記はんだペースト層押圧工程において、前記接触部により押しのけられた前記はんだペーストが前記パッド電極上で前記孔部に充填される
ことを特徴とするはんだバンプの製造方法。 A solder paste application step of applying a solder paste to the surface of a substrate having a pad electrode to form a solder paste layer,
The mold material is pressed against the substrate from above the solder paste layer, and after the solder paste is pushed away to bring the mold material into contact with the surface of the substrate, the mold material is removed, and a solder paste column is formed on the pad electrode. Pressing the solder paste layer to be formed;
A reflow step of heating the solder paste columns to form solder bumps,
The mold member includes a contact portion to be contacted with the surface of the substrate, as well as perforated and the hole formed in the cross-sectional shape corresponding to the pad electrode, to a position corresponding to the pad electrode, the contact of the mold member The portion is made of an elastic member, and has an inclined surface protruding toward the substrate as the distance from the hole increases ,
The method of manufacturing a solder bump, wherein in the solder paste layer pressing step, the solder paste displaced by the contact portion is filled in the hole on the pad electrode.
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